[發明專利]用于加熱尿素噴射系統的系統和技術

有效

• 申請號: 201410067199.X
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104018920B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: A·邁爾;J·海徹爾貝赫;S·阿普金;S·霍爾;J·F·伯克
• 申請（專利權）人: 康明斯排放處理公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 須一平;邱忠貺

本發明提供了一種用于加熱尿素噴射系統的系統和技術，提供用于向發動機排氣后處理系統發送還原劑的還原劑發送系統，在低溫條件下進行加熱。熱交換流體流過熱交換回路，該熱交換回路提供了從熱源到投配器，從投配器到還原劑儲存罐，從還原劑儲存罐到熱源的流路。控制閥對熱交換流路內的熱交換流體的流動進行控制，從而到投配器內的還原劑溫度達到下限為止進行至少一個包括循環期和終止期的熱交換循環，在循環期提高投配器和儲存罐內的還原劑的溫度，在終止期停止循環。

技術領域

本申請涉及內燃機領域，具體涉及用于加熱尿素噴射系統的系統和技術。

背景技術

選擇性催化還原(SCR)排氣后處理系統是用于降低來自如柴油機那樣的內燃機的NOx排放的重要技術。SCR系統一般包括：用于儲存尿素溶液的源；至少包括泵單元和計量單元這兩者中的一個的投配器，泵單元用于對尿素溶液進行增壓，計量單元用于向SCR催化器提供尿素溶液的受控制的數量或比率；以及向位于SCR催化器的上游的排氣流徑的尿素分解區域提供尿素溶液的噴射器。許多SCR系統也應用增壓氣體來輔助尿素溶液流向噴射器。在能顯著降低NOx排放的同時，SCR系統也存在著一些缺點和問題。例如，儲存罐和投配器通常安裝于車輛的底盤，因此暴露在環境溫度之下。在寒冷的天氣條件下，儲存罐和/或投配器中尿素溶液會結冰或因為太冷而無法有效起到作用。目前已經采用了多種方式來加熱尿素溶液，和/或通過使用配熱系統中的多個流路和閥向SCR系統的每個部分單獨供熱，和/或使用電熱器，但是這些方式通常都是復雜而昂貴的。因此，有著促進減少與用于例如尿素溶液那樣的還原劑的送熱系統相關的這些或其他缺點的需求。

發明內容

在某個的示例性的實施方式中，包括至少用于SCR催化器的還原劑傳送系統中儲存罐和投配器的熱管理的系統和技術。在一個實施方式中，系統包括與熱源連接的熱交換回路，該熱交換回路規定了從熱源到投配器、從投配器到儲存罐、從儲存罐到投配器、以及從投配器到熱源的流路。在流路上提供控制閥，該控制閥對流路上的熱交換流體的流動進行調控。在一個特別的實施方式中，控制閥位于儲存罐之后的流路。

在另一個實施方式中，系統包括與熱源連接的熱交換回路，該熱交換 回路向熱交換流體提供了流路。流路從熱源通向投配器，然后通向儲存罐 以提供熱交換流體與投配器和儲存罐中的還原劑熱接觸。該系統進一步包 括熱交換回路中的控制閥和與該控制閥可操作連接的控制器。該控制器配 置為在第一位置和第二位置之間調節控制閥，控制閥在第一位置允許熱交 換流體流入流路且在第二位置防止熱交換流體流入流路。

在系統和方法的實施方式中，控制器對控制閥的操作進行控制以打開 和關閉控制閥，從而提高了從一個熱交換循環到下一個熱交換循環儲存罐 內的還原劑的溫度，同時將投配器內的還原劑的溫度維持在上溫度閾值和 下溫度閾值之間。在某個實施方式中，系統和方法包括熱交換循環，熱交 換循環包括熱交換流體的循環期和終止期，通過打開控制閥以將投配器內 的還原劑加熱到溫度上限同時增加儲存罐內的還原劑的溫度來開始循環期，通過關閉控制閥以結束第一循環期來允許以第一速率將投配器內的還 原劑冷卻到溫度下限同時以比第一速率慢的第二速率對儲存罐內的還原劑 進行冷卻來開始終止期。當投配器內的還原劑達到溫度下限時表明終止期 和第一熱交換循環結束，可以第二循環期來開始第二熱交換循環，通過打 開控制閥以對投配器內的還原劑和儲存罐內的還原劑進行加熱來開始第二 循環期。熱交換循環進行重復，直到儲存罐內的還原劑達到預定溫度閾值 為止。通過在此提供的具體說明和附圖，能顯現出本申請更多的方面、實 施方式、形態、特征、長處、目的、優點。

附圖說明

圖1是示例性的還原劑傳送和加熱系統的示意圖。

圖2是示例性的還原劑傳送和加熱系統內的控制器的圖解視圖。

圖3是示例性的還原劑加熱過程的流程圖。

圖4A-4D是示例性地示出用于在一個時期內對還原劑傳送系統進行加 熱的還原劑加熱過程的操作的圖表。